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目 录
变量注释表
1 绪论
1.1 选题背景及意义（Research background and objective）
1.2 国内外研究现状
1.2.1 煤的孔裂隙分界及表征
1.2.2 煤体力学及渗透特性
1.2.3 煤的扩散特性
1.2.4 煤中气固耦合模型运用
1.3 存在问题
1.4 主要研究内容及思路
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 研究思路
2 煤体瓦斯运移通道物理结构特性及其对产量控制作用
2.1 煤样多元物性参数及表面孔隙结构
2.1.1 样品筛分及制备
2.1.2 样品多元物性参数测定
2.1.3 煤体表观孔隙结构
2.2 煤体瓦斯扩散和渗流系统界限划分
2.2.1 分形维数计算模型
2.2.2 孔隙扩散和裂隙渗流系统分界方法
2.2.3 基于压汞实验的孔裂隙划分
2.3 煤体不同物理结构形态下瓦斯运移模式
2.3.1 裂隙达西渗流控制理论
2.3.2 孔隙菲克扩散控制理论
2.3.3 高应力状态煤体瓦斯流动假说
2.4 运移行为对瓦斯产量主控作用转换的影响
2.4.1 裂隙渗流主控说和孔隙扩散主控说
2.4.2 运移行为控制方程
2.4.3 主控作用转换模型建立
2.5 本章小结
3 不同形态煤甲烷放散特性及扩散动力学模型
3.1 煤基质基本形状单元及扩散路径
3.1.1 扩散基本形状单元
3.1.2 扩散运移路径与运用场景联系
3.2 煤粒扩散动力学模型
3.2.1 模型假设
3.2.2 模型推导
3.3 煤体扩散动力学模型
3.3.1 模型假设
3.3.2 模型推导
3.4 不同形态煤扩散系数测定对比分析
3.4.1 自然放散实验
3.4.2 扩散特性对比分析
3.5 本章小结
4 高应力煤体瓦斯扩散及逐级放散特性试验研究
4.1 高应力煤体瓦斯扩散及逐级放散试验装置研发
4.1.1 研究目的
4.1.2 试验装置构成
4.2 煤 体 裂 隙 开 度 对 应 力 的 响 应 特 征
4.2.1 裂隙结构对不同应力的宏观响应
4.2.2 裂隙开度与渗透率的关系
4.2.3 “零渗透”与应力对应关系
4.3 煤体的体扩散系数与应力关系的确定
4.3.1 物理结构模型
4.3.2 模型假设
4.3.3 模型推导
4.4 内 在 质 量 源 浓 度 及 应 力 与 煤 体 扩 散 特 性 的 联 系
4.4.1 高应力煤体瓦斯解吸规律
4.4.2 内在质量源浓度及应力与体扩散系数之间的关系
4.4.3 体扩散系数的特性
4.4.4 煤体有效体扩散系数与应力之间的关系
4.5 逐级放散压力梯度对体扩散系数影响
4.5.1 逐级放散过程中体扩散系数演化规律
4.5.2 放散压力梯度与体扩散系数关系
4.6 本章小结
5 基于不同裂隙应变响应机制的煤体渗透率演化规律
5.1 煤体力学特性测定试验装置
5.1.1 试验装置及方案设计
5.1.2 测试步骤
5.2 煤体力学参数
5.2.1 应力应变曲线
5.2.2 煤体强度特征
5.2.3 变形特征系数
5.3 煤体裂隙结构形态
5.4 基于不同应变响应的煤体渗透率模型构建
5.4.1 基本假设
5.4.2 裂隙开度对自然应变与工程应变的响应机制
5.4.3 基质吸附膨胀变形对裂隙开度的贡献
5.4.4 煤体渗透率演化模型构建
5.4.5 模型验证
5.5 渗透率回弹和恢复效应分析
5.5.1 渗透率回弹和恢复现象
5.5.2 回弹和恢复压力理论分析
5.5.3 回弹和恢复效应影响因素分析
5.5.4 回弹和恢复效应对二氧化碳地质封存启示
5.6 本章小结
6 气固耦合模型在深部高应力煤层瓦斯抽采中的应用
6.1 深部煤层瓦斯运移多场耦合模型
6.1.1 气体运移控制方程
6.1.2 煤体变形控制方程
6.1.3 煤体多场耦合模型
6.2 深部高应力煤层瓦斯抽采特性分析
6.2.1 物理模型及参数选择
6.2.2 煤体内部气体压力动态规律
6.2.3 煤体瓦斯流量的动态规律
6.3 深部煤层瓦斯产量主控因素转换作用分析
6.3.1 物理模型建立及参数选择
6.3.2 主控角色转换分析
6.3.3 深部煤层不同因素对主控转换节点的影响
6.3.4 主控作用转换对抽采负压调整的启示
6.4 高应力煤层瓦斯运移特性对钻孔布置模式的影响
6.4.1 互扰压降系数
6.4.2 物理模型建立及参数选择
6.4.3 钻孔互扰影响因素分析
6.4.4 多孔互扰情况分析
6.4.5 钻孔布置模式探讨
6.5 本章小结
7 主要结论、创新点及展望
7.1 主要结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
作者简历
学位论文原创性声明
学位论文数据集
中国矿业大学中国矿业大学(江苏);
